體外仿生鼠胃消化系統(tǒng)的構(gòu)建及其應(yīng)用的研究.pdf

1、與動物體內(nèi)或者人體志愿者臨床試驗相比，體外仿生胃腸道消化模型作為“前篩選”工具，可用來預(yù)測食物或者藥物在胃腸道內(nèi)的混合、消化、排空及營養(yǎng)活性成釋放等行為，不僅省時省力、節(jié)約成本、重復(fù)性較高，并且沒有倫理方面的限制，因此在營養(yǎng)學(xué)、藥物學(xué)及環(huán)境微生物學(xué)等多種學(xué)科領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛。然而，目前已有的體外消化模型僅局限于模擬胃腸道內(nèi)的理化環(huán)境及運動行為，而忽略了胃腸道的幾何形態(tài)和內(nèi)部生理結(jié)構(gòu)對消化和胃排空等行為的影響。此前本課題組從形態(tài)學(xué)仿生的角度

2、自主研發(fā)了一套動態(tài)體外鼠胃消化系統(tǒng)(DIVRS)，并對酪蛋白粉末在大鼠胃內(nèi)的消化和排空過程展開了初步研究。
　　本論文首先在通過大鼠體內(nèi)實驗獲得的相關(guān)生理學(xué)參數(shù)的基礎(chǔ)上，利用DIVRS和攪拌槽反應(yīng)器(STR)兩種不同的體外消化系統(tǒng)模擬了生米粒在大鼠胃內(nèi)的消化過程，并與體內(nèi)實驗結(jié)果進行對比，進一步驗證了DIVRS的有效性，建立了更多的體外與體內(nèi)之間的聯(lián)系;其次對精白米飯和糙米飯產(chǎn)生血糖反應(yīng)和排空速率差異的原因進行了研究;緊接著針對D

3、IVRS存在的壓縮力不夠強勁以及缺乏十二指腸模型等缺陷進行了逐一改進，設(shè)計并構(gòu)建了動態(tài)體外鼠胃-十二指腸消化系統(tǒng)(DIVRSD)，并對其收縮頻率、幅度及收縮力進行了調(diào)試，研究了其對生米粒的消化能力;最后利用DIVRSD研究了含有果膠粉和芒果粉的飼料在胃和十二指腸內(nèi)的消化和排空行為，并探討了消化物的流變學(xué)性質(zhì)、微觀結(jié)構(gòu)與消化率和排空速率之間的關(guān)系。
　　研究結(jié)果表明DIVRS和STR均能重現(xiàn)生米粒顆粒在真實鼠胃內(nèi)的破碎效果及消化趨勢

4、，但消化效率和緩沖能力均低于體內(nèi);糙米飯相對于精白米飯之所以能產(chǎn)生較低的血糖效應(yīng)和胃排空速率，主要是由于其表層麩皮不僅增大了胃內(nèi)容物的粘度和較大顆粒殘留在胃內(nèi)的比例，進而不利于胃內(nèi)食糜的流動和混合，阻礙了胃酸和消化酶向米飯顆粒內(nèi)部擴散進而降低了酸水解和酶解效率;與DIVRS相比，引入了二次滾動擠壓運動的DIVRSD顯著提高了米粒顆粒的破碎能力，生米粒在胃內(nèi)的消化率提高了32％，且高于STR處于最佳轉(zhuǎn)速（300rpm）下的消化效果，表明胃